张 斌，张澎湃，张 弘，张关震，吴 斯，丛 韬

（中国铁道科学研究院集团有限公司 金属及化学研究所， 北京 100081）

车轮的疲劳性能是涉及到机车车辆运行安全的关键指标，国内外的车轮产品标准和技术条件，如Q/CR 638、TJ/CL 519、TB/T 3469 以 及EN 13262 等，均对车轮实物疲劳性能进行了规定和要求［1-4］。上述标准仅规定了车轮疲劳试验的应力数值和循环次数，但未规定贴片方式和应力监控方式等技术细节。这种情况下，各检验单位开展疲劳试验时，可能存在试验方法不统一问题，文中拟针对该问题进行专项分析，探讨应力监测方式对车轮疲劳试验结果的影响。

1 车轮辐板应力状态

由弹性力学可知，在研究受力体的一点应力状态时，点在空间状态下可有3 个方向（分别对应空间坐标系的x轴，y轴，z轴）应力分量，也可以说点在空间状态下可在3 个平面上存在应力分量［5］。如果某点在空间中仅在2 个方向上存在应力分量，即所有应力分量均处于同一个平面内，则称这种状态为平面应力状态。如只在平面内有应力，与该面垂直方向的应力可以忽略的薄板拉压问题。

车轮疲劳试验过程中，辐板表面处于无约束的自由状态且无外加载荷。如图1 所示，在辐板表面任一点对应的切平面内不存在附加外载荷，在该点的法线方向不存在应力分量，而且在切平面内的应力可分解成2 个相互垂直的应力分量，因此该点在切平面内处于平面应力状态。

图1 车轮辐板表面平面应力状态示意图

对于平面应力问题，其应力—应变关系为式（1）～式（3）：